一種新癸酸釹的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及羧酸釹的準(zhǔn)備【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種安全、環(huán)保、低耗、節(jié)省時(shí)間，生產(chǎn)成本低，在低溫、常壓下制備的新癸酸釹的制備方法，包括以下步驟：（1）氧化釹的溶解；（2）沉淀；（3）皂化反應(yīng)；（4）萃取；（5）除雜質(zhì)；（6）入罐。
【專利說明】一種新癸酸釹的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及羧酸釹的準(zhǔn)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種新癸酸釹的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]釹的羧酸鹽在合成稀土順丁橡膠中，具有良好的催化活性，是主催化劑。順丁橡膠是目前產(chǎn)量?jī)H次于苯橡膠的第二大合成橡膠品種，因其具有極佳的耐磨性、較好的回彈性及較佳的耐疲勞性能而成為輪胎制造的最主要的材料之一。同時(shí)隨著汽車工業(yè)及高速公路的飛速發(fā)展，對(duì)順丁橡膠的要求和結(jié)構(gòu)性能的要求也不斷提升。因此，努力完善現(xiàn)有催化體系及研發(fā)新型催化劑并探索其內(nèi)在機(jī)理，成為廣大科研工作者和化工生產(chǎn)企業(yè)共同努力的方向。
[0003]新癸酸釹是稀土羧酸鹽的一種，目前，國內(nèi)新癸酸釹主要是進(jìn)口產(chǎn)品，其制備方法主要有分解法和萃取法。中國科學(xué)院的長春應(yīng)用化學(xué)研究所開發(fā)了一種稀土金屬羧酸鹽的制造方法，并記載在1980年中國科學(xué)出版社出版的稀土催化合成橡膠文集中的第381頁至387頁中，其是一種直接萃取法，主要是在三氧化釹中加入濃鹽酸，以產(chǎn)生氯化釹之后，再和氫氧化銨、環(huán)烷酸混合，生產(chǎn)新癸酸釹溶液。以氨水中和使溶液的pH呈中性，再經(jīng)沉降將水相和油相分離，最后再蒸餾就可制得新癸酸釹溶液。由長春化學(xué)研究所制得的新癸酸釹，其游離酸(即和Nd化合的RC00H)與鑭系金屬的摩爾比在0.45/1~0.8/1之間，其殘留的水份在78~425ppm之間，由此法所制得的新癸酸釹，需要經(jīng)過萃取、過濾等步驟，因此其合成步驟需要的生產(chǎn)設(shè)備較多，此 外，鈉金屬會(huì)殘留在產(chǎn)品中，因此產(chǎn)品需要再經(jīng)過純化步驟，造成收率下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，針對(duì)以上內(nèi)容，本發(fā)明提供一種安全、環(huán)保、低耗、節(jié)省時(shí)間，生產(chǎn)成本低，在低溫、常壓下制備的新癸酸釹的制備方法。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種新癸酸釹的制備方法，包括以下步驟:
(1)氧化釹的溶解:將氧化釹用鹽酸溶解后，在PH=4~5條件下水解除雜質(zhì)，得到NdCl3溶液；
(2)沉淀:將步驟(1)溶解后的NdCl3溶解靜置沉淀，過濾，得到澄清的NdCl3溶液；
(3 )皂化反應(yīng):將新癸酸和己烷按比例配好加入反應(yīng)容器內(nèi)，充分混合，接著添加氨水，在55~65 °C下進(jìn)行皂化反應(yīng)30~35分鐘；
(4)萃取:將步驟(2)按一定比例加入步驟(3)混合反應(yīng)10分鐘以上，靜置分相；
(5)除雜質(zhì):將步驟(4)下層水相移去，回收利用，上層成品進(jìn)一步過濾，除雜質(zhì)完成；
(6)入罐:將純化后的產(chǎn)品入罐，即制得所需的新癸酸釹溶液。
[0006]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述步驟(1)中的氧化釹純度為99%。
[0007]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述步驟(6)中的新癸酸釹的濃度為0.3mol/L。[0008]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述步驟(1)中的氧化釹的用量為20~25重量份，所述去離子水為130~150重量份，鹽酸40~50重量份，新癸酸150~180重量份，正己烷160~200
重量份，氨水40~50重量份。
[0009]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述步驟(1)中的氧化釹的用量為22~25重量份，所述去離子水為140~150重量份，鹽酸45~50重量份，新癸酸165~180重量份，正己烷180~200重量份，氨水45~50重量份。
[0010]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述步驟(6)中的新癸酸釹的濃度為0.5mol/L。
[0011]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述步驟(1)中的氧化釹的用量為35~45重量份，所述去離子水為150~180重量份，鹽酸50~60重量份，新癸酸160~190重量份，正己烷180~210重量份，氨水80~100重量份。
[0012]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述步驟(1)中的氧化釹的用量為40~45重量份，所述去離子水為165~180重量份，鹽酸55~60重量份，新癸酸175~190重量份，正己烷195~210重量份，氨水90~100重量份。
[0013]進(jìn)一步的改進(jìn)是:所述步驟(1)中，氧化釹的溶解過程中，使用攪拌機(jī)進(jìn)行溶解，所述去離子水的電導(dǎo)率〈10 us/cm，電阻率≤15MQ。
[0014]通過采用前述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過采用常壓低溫及控制皂化率可任意控制游離酸濃度，采用皂化錯(cuò)流萃取工藝，可使得Nd3+的利用率達(dá)到100%，制得的新癸酸釹質(zhì)量好。對(duì)于二烯定向聚合具有良好的催化活性。與傳統(tǒng)的加熱間歇萃取法相比，本發(fā)明所述投入的生產(chǎn)設(shè)備較少，所需消耗的電能亦較少，通過控制皂化率，可提高Nd3+的利用率和游離酸的濃度。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將結(jié)合具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0016]若未特別指明，實(shí)施例中所采用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所采用的試劑和產(chǎn)品也均為可商業(yè)獲得的。所用試劑的來源、商品名以及有必要列出其組成成分者，均在首次出現(xiàn)時(shí)標(biāo)明。
[0017]實(shí)施例一
一種新癸酸釹的制備方法，以制備0.3mol/L的新癸酸釹為例，包括以下步驟:
(1)氧化釹的溶解:將純度為99%,22重量份的氧化釹在常溫下用140重量份去離子水和45重量份鹽酸溶解，使用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌溶解，得到氯化釹溶液，所述的去離子水的電導(dǎo)率〈10 us/cm，電阻率≤15MQ ；
(2)沉淀:將步驟(1)處理完后的氯化釹靜置沉淀，過濾，得到澄清的的氯化釹溶液；
(3)皂化反應(yīng):將新癸酸170重量份和正己烷200重量份加入反應(yīng)容器內(nèi)，充分混合均勻，添加氨水40重量份，在60°C、常壓下進(jìn)行皂化反應(yīng)30min ；
(4)萃取:將步驟(2)加入步驟(3)萃取反應(yīng)，添加量為總反應(yīng)可萃取量的80%進(jìn)行錯(cuò)流萃取，Nd3+的萃取率為100%，萃余水相棄去；第二次再加入過量的步驟(2)中得到的氧化釹溶液，使有機(jī)相中的NH4 +與Nd3+反應(yīng)完全，第二次萃余水相循環(huán)利用，使總的Nd3+利用率為100%,且游離酸與新癸酸釹的比值〈0.5 ；(5)除雜質(zhì)分離:將步驟(4)處理后的產(chǎn)品下層水相抽出，循環(huán)回用，上層成品進(jìn)一步過濾,除雜完成；
(6)入罐:將純化完全的產(chǎn)品入罐，即制得所需的新癸酸釹溶液，該產(chǎn)品對(duì)聚合丁二烯，具有定向聚合的良好催化活性。
[0018]實(shí)施例二
一種新癸酸釹的制備方法，以制備0.5mol/L的新癸酸釹為例，包括以下步驟:
(1)氧化釹的溶解:將純度為99%,40重量份的氧化釹在常溫下用165重量份去離子水和55重量份鹽酸溶解，使用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌溶解，得到氯化釹溶液，所述的去離子水的電導(dǎo)率〈10 us/cm，電阻率≥15MQ ；
(2)沉淀:將步驟(1)處理完后的氯化釹靜置沉淀，過濾，得到澄清的的氯化釹溶液；
(3)皂化反應(yīng):將新癸酸175重量份和正己烷195重量份加入反應(yīng)容器內(nèi)，充分混合均勻，添加氨水90重量份，在60°C、常壓下進(jìn)行皂化反應(yīng)35min ；
(4)萃取:將步驟(2)加入步驟(3)萃取反應(yīng)，添加量為總反應(yīng)可萃取量的80%進(jìn)行錯(cuò)流萃取。Nd3+的萃取率為100%，萃余水相棄去；第二次再加入過量的步驟(2)中得到的氧化釹溶液，使有機(jī)相中的NH4 +與Nd3+反應(yīng)完全，第二次萃余水相循環(huán)利用，使總的Nd3+利用率為100%,且游離酸與新癸酸釹的比值〈0.5 ；
(5)除雜質(zhì)分離:將步驟(4)處理后的產(chǎn)品下層水相抽出，循環(huán)回用，上層成品進(jìn)一步過濾,除雜完成；
(6)入罐:將純化完全的產(chǎn)品入罐，即制得所需的新癸酸釹溶液，該產(chǎn)品對(duì)聚合丁二烯，具有定向聚合的良好催化活性。
[0019]其中，步驟(1)的反應(yīng)如下:
Nd203+6HC1 — 2NdCl3+3H20 ；
化學(xué)名稱:新癸酸釹(又稱2，5- 二甲基-2-乙基-己酸釹)Neodymium neodecanoate ； 其分子式:[(CH3) 2-CH-CH2-CH2-C- (CH3) (C2H5) - COO] 3Nd 結(jié)構(gòu)式為:
【權(quán)利要求】
1.一種新癸酸釹的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)氧化釹的溶解:將氧化釹用鹽酸溶解后，在PH=4~5條件下水解除雜質(zhì)，得到NdCl3溶液； (2)沉淀:將步驟(1)溶解后的NdC13溶解靜置沉淀，過濾，得到澄清的NdC13溶液； (3)皂化反應(yīng):將新癸酸和己烷按比例配好加入反應(yīng)容器內(nèi)，充分混合，接著添加氨水，在55~65 °C下進(jìn)行皂化反應(yīng)30~35分鐘； (4)萃取:將(2)按一定比例加入步驟(3)混合反應(yīng)10分鐘以上，靜置分相； (5)除雜質(zhì):將步驟(4)下層水相移去，回收利用，上層成品進(jìn)一步過濾除，雜質(zhì)完成； (6)入罐:將純化后的產(chǎn)品入罐，即制得所需的新癸酸釹溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新癸酸釹的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中的氧化釹純度為99%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新癸酸釹的制備方法，其征在于:所述步驟(6)中的新癸酸釹的濃度為0.3mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新癸酸釹的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中的氧化釹的用量為20~25重量份,所述去尚子水為130~150重量份,鹽酸40~50重量份,新癸酸150~180重量份，正己烷160~200重量份，氨水40~50重量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新癸酸釹的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中的氧化釹的用量為22~25重量份，所述去離子水為140~150重量份，鹽酸45~50重量份，新癸酸165~180重量份，正己烷180~200重量份，氨水45~50重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新癸酸釹的制備方法，其征在于:所述步驟(6)中的新癸酸釹的濃度為0.5mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新癸酸釹的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中的氧化釹的用量為35~45重量份,所述去離子水為150~180重量份,鹽酸50~60重量份,新癸酸160~190重量份，正己烷180~210重量份，氨水80~100重量份。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新癸酸釹的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中的氧化釹的用量為40~45重量份,所述去離子水為165~180重量份,鹽酸55~60重量份,新癸酸175~190重量份，正己烷195~210重量份，氨水90~100重量份。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新癸酸釹的制備方法，其特征在于:所述步驟(1)中，氧化釹的溶解過程中，使用攪拌機(jī)進(jìn)行溶解，所述去離子水的電導(dǎo)率〈10 us/cm，電阻率315MQ。
【文檔編號(hào)】C07C53/128GK103613496SQ201310644812
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】陳劍華 申請(qǐng)人:三惠（福建）工貿(mào)有限公司